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公開番号2024021996
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-16
出願番号2022125250
出願日2022-08-05
発明の名称ひずみゲージ
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人個人,個人
主分類G01B 7/16 20060101AFI20240208BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来よりもゲージ率が高く、かつ横感度比の低いひずみゲージを提供する。
【解決手段】本ひずみゲージは、基材と、前記基材上に形成された抵抗体と、を有し、前記抵抗体は、Crを主成分とする材料から形成され、横感度比が70%以下かつゲージ率が5以上となるように、前記抵抗体の線幅Wと膜厚Tとが次の式(1)を満たす関係とされている。w≦0.0177t²+0.1521t+2.9541・・・(1)、ただし、式(1)において、w=logW、t=logTである。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
基材と、
前記基材上に形成された抵抗体と、を有し、
前記抵抗体は、Ｃｒを主成分とする材料から形成され、
横感度比が７０％以下かつゲージ率が５以上となるように、前記抵抗体の線幅Ｗと膜厚Ｔとが下記の式（１）を満たす関係とされている、ひずみゲージ。
ｗ≦０．０１７７ｔ
２
＋０．１５２１ｔ＋２．９５４１・・・（１）
ただし、式（１）において、ｗ＝ｌｏｇＷ、ｔ＝ｌｏｇＴである。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
横感度比が７０％以下、ゲージ率が５以上、かつひずみ限界が６０００×１０
－６
以上となるように、前記抵抗体の膜厚Ｔが８００ｎｍ以下とされている、請求項１に記載のひずみゲージ。
【請求項３】
前記抵抗体の膜厚Ｔが２００ｎｍ以下とされている、請求項２に記載のひずみゲージ。
【請求項４】
前記ひずみ限界は前記抵抗体の膜厚Ｔと負の相関を有し前記抵抗体の膜厚Ｔが厚いほど低くなる、請求項２又は３に記載のひずみゲージ。
【請求項５】
前記ゲージ率は前記抵抗体の線幅Ｗに依存せず、かつ前記横感度比は前記抵抗体の線幅Ｗの対数と正の相関を有し前記抵抗体の線幅Ｗが狭いほど低くなる、請求項１乃至４の何れか一項に記載のひずみゲージ。
【請求項６】
前記ゲージ率は前記抵抗体の膜厚Ｔに依存せず、かつ前記横感度比は前記抵抗体の膜厚Ｔと負の相関を有し前記抵抗体の膜厚Ｔが厚いほど低くなる、請求項１乃至５の何れか一項に記載のひずみゲージ。
【請求項７】
前記抵抗体の線幅Ｗが４０μｍ以下とされている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のひずみゲージ。
【請求項８】
前記抵抗体は、Ｃｒ、ＣｒＮ、及びＣｒ
２
Ｎを含む膜から形成されている請求項１乃至７の何れか一項に記載のひずみゲージ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ひずみゲージに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象物に貼り付けて使用するひずみゲージが知られている。ひずみゲージのゲージ率は通常２程度であるが、Ｃｒを主成分とする抵抗体を備えたひずみゲージではゲージ率が１０程度になるものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｃｒを主成分とする抵抗体を備えたひずみゲージでは、主軸方向の感度である縦感度が大きいだけでなく、主軸方向と垂直方向の感度である横感度が縦感度と同程度に大きいことが知られており、この性質は抵抗体の形状には依存しないとされている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６０８４３９３号
【非特許文献】
【０００５】
ひずみセンサ用Ｃｒ－Ｎ薄膜におけるゲージ率の等方性、電気学会2013年度全国大会講演論文集3（2013）：240-241
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ひずみゲージでひずみを検出する際には、ゲージ率が大きいことが好ましいが、縦感度に対する横感度の比率である横感度比が大きいと検出誤差を生じる。そのため、従来のゲージ率（２程度）よりもゲージ率が高く、かつ横感度比の低いひずみゲージが求められている。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、従来よりもゲージ率が高く、かつ横感度比の低いひずみゲージの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態に係るひずみゲージは、基材と、前記基材上に形成された抵抗体と、を有し、前記抵抗体は、Ｃｒを主成分とする材料から形成され、横感度比が７０％以下かつゲージ率が５以上となるように、前記抵抗体の線幅Ｗと膜厚Ｔとが次の式（１）を満たす関係とされている。ｗ≦０．０１７７ｔ
２
＋０．１５２１ｔ＋２．９５４１・・・（１）、ただし、式（１）において、ｗ＝ｌｏｇＷ、ｔ＝ｌｏｇＴである。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、従来よりもゲージ率が高く、かつ横感度比の低いひずみゲージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。
第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図（その１）である。
第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図（その２）である。
横感度比について説明する図である。
実施例１の検討結果を示す図（その１）である。
実施例１の検討結果を示す図（その２）である。
実施例１の検討結果を示す図（その３）である。
実施例１の検討結果を示す図（その４）である。
実施例１の検討結果を示す図（その５）である。
実施例２の検討結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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